TEMA 3. GESTIÓN DE MEMORIA - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 3. Gestión de Memoria
Un pregunta que en este momento puede hacerse es la siguiente: ¿cuál es el rango de direcciones lineales
para asignar en calidad de áreas de memoria no contigua?. Desde 0 a PAGE_OFFSET – 1 está reservado
para procesos. Recordemos que el kernel inicialmente mapea la memoria física existente a partir de
PAGE_OFFSET (comienzo del cuarto GigaByte). El final de la memoria física está en la variable
high_memory. Desde high_memory hasta el final, está disponible. Se dejan 8 MBytes de margen a partir de
high_memory, VMALLOC_START, y 4 KBytes entre áreas no contiguas asignadas. VMALLOC_END
define la dirección final del espacio lineal reservado para áreas de memoria no contiguas.
Figura 3.15. El intervalo de dirección lineal empezando desde PAGE_OFFSET
Descriptores de áreas de memoria no contiguas ⇒ cada área de memoria no contigua va asociada a un
descriptor de tipo struct vm_struct que tiene la siguiente estructura (flags, dirección de comienzo, tamaño,
puntero al siguiente descriptor):
struct vm_struct {
unsigned long flags;
void *addr;
unsigned long size;
struct vm_struct *next;
};
Se mantienen los descriptores de áreas de memoria no contiguas en una lista enlazada con direcciones en
orden creciente para facilitar la s búsquedas, y la búsqueda de regiones libres de memoria lineal. La función
get_vm_area() crea nuevos descriptores del tipo vm_struct, llamando en su interior a la función kmalloc.
Asignación y liberación ⇒ una vez se obtiene el rango de direcciones lineal, se asignan las páginas, y para
cada una de ellas: (1) se han de modificar las tablas de páginas (incluidos PMD y PGD); (2) se piden las
páginas al Buddy system con __get_free_paqe().
Para asignar área de memoria no contigua el kernel utiliza la función vmalloc que se encuentra declarada en
el archivo cabecera . Esta función llama a get_vm_area() para crear un nuevo
descriptor y devolver la dirección lineal asignada al área de memoria. También llama a vmalloc_area_pages()
marcos de página no contiguos. Y termina devolviendo la dirección lineal inicial del área de memoria no
contigua. Para liberar área de memoria no contigua el kernel utiliza la función vfree(). En primer lugar se
llama a vmlist() para encontrar la dirección lineal del descriptor del área asociada al área a liberar. El área en
sí es liberada llamando a vmfree_area_pages(), mientras que el descriptor es liberado llamando a kfree().
3.4.3.7. Memoria para Procesos
Como acabamos de ver, una de las funciones del kernel es obtener memoria dinámica de forma sencilla
llamando a una variedad de funciones: __get_free_pages() o pages_alloc() para obtener páginas del
algoritmo del Buddy system; kmem_cache_alloc() o kmalloc() para utilizar el Slab allocator para objetos de
propósito general o específico, y vmalloc() para obtener un área de memoria no contigua. En estos casos, si la
petición puede realizarse satisfactoriamente, cada una de estas funciones devuelve una dirección del
descriptor de página o una dirección lineal identificando el principio del área de memoria dinámica asignada.
Cuando se asigna memoria a procesos en modo usuario, la situación es diferente: (1) Los procesos que
demandan memoria dinámica se consideran no urgentes. Cuando se carga el archivo ejecutable de un
proceso, es poco probable que el proceso direccionará todas las páginas de código en un futuro próximo.
Equivalentemente, cuando un proceso llama a la función malloc() para obtener memoria dinámica adicional,
esto no quiere decir que el proceso accederá pronto a toda la memoria adicional obtenida. Por tanto, como
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 3.36